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Abstrato

Modelação de homologia de transportadores de nucleósidos concentrados humanos (hCNTs) e validação por rastreio virtual e testes experimentais para identificar novos inibidores de hCNT1

Hemant Kumar Deokar, Hilaire Playa e John K. Buolamwini

Objectivo: A família de transportadores de nucleósidos é um alvo emergente para o cancro, doenças virais e cardiovasculares. Devido à dificuldade na expressão, isolamento e cristalização das proteínas de membrana, faltam informações estruturais sobre qualquer uma das proteínas dos mamíferos e, neste caso, das proteínas humanas. Assim, o objetivo deste estudo foi construir modelos de homologia para os três transportadores concentrativos de nucleósidos clonados hCNT1, hCNT2 e hCNT3 e validá-los para o rastreio para a descoberta de inibidores e sondas tão necessários.

Métodos: A estrutura cristalina recentemente reportada do transportador de nucleósidos concentrativos de Vibrio cholerae (vcCNT) tem uma semelhança satisfatória com os autólogos de CNT humanos e foi, portanto, utilizada como modelo para construir modelos de homologia de todos os três hCNTs. O conjunto de modelação Schrödinger foi utilizado para o exercício. A validação externa dos modelos de homologia foi realizada acoplando um conjunto de inibidores da classe de nucleósidos hCNT1 conhecidos recentemente reportados no sítio de ligação putativo utilizando a metodologia de acoplamento de ajuste induzido (IDF) com o programa de acoplamento Glide. De seguida, o modelo de homologia do hCNT1 foi posteriormente utilizado para conduzir um rastreio virtual de uma biblioteca de 360.000 compostos e 172 compostos foram obtidos e avaliados biologicamente quanto à potência inibitória e seletividade do hCNT 1, 2 e 3.

Resultados: Foram obtidos modelos de homologia de boa qualidade para todos os três hCNTs, como indicado pela interrogação para vários parâmetros estruturais e também validados externamente por docking de inibidores conhecidos. Os resultados do docking IDF mostraram boas correlações entre as pontuações IDF e as atividades inibitórias; particularmente para o hCNT1. Dos 0,1% dos principais compostos classificados por triagem virtual com o modelo de homologia hCNT1, os 172 compostos selecionados e testados contra hCNT1, hCNT2 e hCNT3 produziram 14 novos inibidores (hits) de (i.e., taxa de sucesso de 8%). O composto mais ativo exibiu um IC50 de 9,05 μM, o que mostra uma potência 25 vezes superior à florizina, o inibidor padrão do CNT (IC50 de 250 μM).

Conclusão: Realizamos com sucesso uma modelação e validação de homologia para todos os transportadores concentrativos de nucleósidos humanos (hCNT 1, 2 e 3). A prova de conceito de que estes modelos são promissores a partir da triagem virtual para identificar inibidores potentes e seletivos foi também obtida através do modelo hCNT1. Assim, identificámos um novo inibidor potente do hCNT1 que é mais potente e mais seletivo que o inibidor padrão florizina. Os outros resultados do hCNT1 também exibiram principalmente seletividade. Estes modelos de homologia deverão ser úteis para o rastreio virtual para identificar novos inibidores de hCNT, bem como para a otimização de inibidores de hCNT.